Практическая работа №1 Тема: «Расчет основных параметров плашечных превенторов». Практическая работа 2 вар 5. Практическая работа 1 Тема Расчет основных параметров плашечных превенторов по дисциплине
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ ПРОМЫСЛОВПрактическая работа №1 Тема: «Расчет основных параметров плашечных превенторов» по дисциплине «Расчет и конструирование оборудования нефтяных и газовых промыслов» Вариант 5 Выполнил студент группы МПдз 19-01- _______ Уфа, 2022 Цель и задачи работы: ознакомление студентов с методикой расчета плашечных превенторов и решение задачи по данной теме. При подготовке к выполнению практической работы следует изучить лекционный материал и использовать рекомендованную литературу. Отчет выполняется в свободной форме и представляет собой решение задачи по расчету плашечного превентора на прочность. Продолжительность работы – 4 часа. Общие сведения При бурении в условиях, когда давление в продуктивном пласте превышает гидростатическое давление жидкости на пласт, возможны выбросы из скважины нефти и газа, то есть своего рода нежелательные фонтаны. Для исключения таких случаев устье скважины оснащается противовыбросовым оборудованием, позволяющим оперативно перекрыть и герметизировать скважину до принятия тех или иных технологических мер по восстановлению нормального функционирования скважины. Основу противовыбросового оборудования составляют превенторы различных типов, в том числе плашечные, своего рода задвижки кольцевые (универсальные) и вращающиеся. Плашечный превентор (рисунок 1) перекрывает скважину сдвигающимися к оси скважины плашками, имеющими металлическую основу и резиновую уплотняющую часть. Перемещаются плашки под действием давления в гидроцилиндрах, расположенных симметрично относительно оси скважины, как и плашки.  Рисунок 1 – Плашечный превентор Обычно на устье монтируют два плашечных превентора: один с глухими, а другой с проходными (трубными) плашками. Глухие плашки перекрывают все сечения скважины, если в ней в момент выброса отсутствуют бурильные трубы, а проходные, показанные на рисунке 2, позволяют обжать бурильную трубу, если колонна труб находится в скважине, и таким образом так же герметизировать её. Превентор бывает сдвоенным и тогда он содержит как глухую, так и проходную плашку. Методика расчета плашечного превентора  1 – корпус; 2 – резиновые прокладки; 3 – винты; 4 – откидные крышки; 5 – гидроцилиндр; 6 – поршень; 7 – шток; 8 – коллектор; 9 – трубопровод; 10 – паропроводы; 11 – резиновые уплотнения плашек; 12 – сменные вкладыши; 13 – корпус плашки; 14 – фиксирующий винт Рисунок 2 – Расчётная схема превентора Задание При подготовке к выполнению практической работы необходимо изучить лекционный материал и использовать литературу, указанную в конце данной работы. В практической части работы произвести прочностной расчет превентора. При расчете принимаем: материал цилиндра 20ХГСЛ (σТ=490МПа), 35ХЛМ (σТ=640МПа); материал крышки 20ХНГСМЛ (σТ=450МПа); материал штока 12ХН2 (σТ=588МПа), 20ХНЗ (σТ=735МПа), 40ХН (σТ=588МПа), 40Х (σТ=786МПа). Таблица 3 Исходные данные для расчета
Расчёт гидроцилиндра плашечного превентора требует определения его диаметра.  ,где F площадь поршня, м2. Чтобы преодолеть выталкивающее усилие на поршень 2, создаваемое давлением среды на плашку 3 при закрытии превентора, цилиндр должен развить усилие  ,где рс давление в скважине, МПа; d диаметр штока 4, м.
Для закрытия превентора необходимо усилие  ,где р наибольшее рабочее давление, необходимое для закрывания плашек, р> рс. Суммарное усилие, развиваемое в цилиндре  ,где ∑Т сумма сил трения резиновых уплотнительных колец, установленных на штоке 4 и поршне 2, о сопрягаемые поверхности. Сила трения  ,где n число уплотнительных колец; n=4; h0 площадь контакта одного уплотнительного кольца с сопрягаемой поверхностью, м2;  ,где a ширина уплотнительного кольца; a = 3мм; f коэффициент трения резины по стали; f = 0,01÷0,07. Теперь площадь поршня  и можно определить диаметр гидроцилиндра. Проверочный расчёт прочности гидроцилиндра проводят по формуле допускаемого давления  ,где [σ] допускаемое напряжение материала цилиндра; [σ]=(0,3÷0,4)σв=0,4*490=196МПа, где σв предел прочности материала; Dвн внутренний диаметр цилиндра, м; S толщина стенки цилиндра, м. Крышка гидроцилиндра 5 испытывает нагрузки, создаваемые давлением внутри цилиндра и давлением в скважине, которое действует на шток поршня   Крышка гидроцилиндра имеет прямоугольную форму и крепится к крышке корпуса превентора 6 шпильками 7. Каждая шпилька с учётом затяжки воспринимает усилие  ,где z число шпилек; 1,2 коэффициент затяжки. Изгибающий момент во фланце от действия одной шпильки  ,где l плечо изгиба, м. Момент сопротивления изгибаемого участка  ,где b длина сечения, м; h высота сечения, м. Напряжение изгиба  .Шток 4 проверяется на устойчивость. Предварительно определяется гибкость штока  ,где µ коэффициент, зависящий от вида закрепления концов штока; µ=0,5; l длина свободной части штока, м; lmin наименьший радиус инерции поперечного сечения штока, м. Устойчивость штока определяется по условию  ,где Ркр критическая сила, Н. При λ>λпред расчёт ведётся по эмпирической формуле Ясинского – Тетлайера  ,где S площадь сечения штока, м2. а≈590МПа; b=3,82МПа. Шток не устойчив. Литература 1. Архипов К.И. Буровые машины и комплексы. – М.: МИНГ, 1991. – 115с. 2. Бродский С.Ф. Противовыбросовое оборудование. Часть 1. – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2007. – 148с. 3. Гульянц Г.М. Справочное пособие по противовыбросовому оборудованию. – М.: Недра, 1983. – 384 с. 4. Шульга В.Г., Бухаленко Е.И. Устьевое оборудование нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1978. – 236 с. 5. Муравенко В.А., Муравенко А.Д., Муравенко В.А. Оборудование противовыбросовое. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2005. – 168 с. |